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UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO USFQ

Colegio de Ciencias e Ingeniería

Estudio de la Degradación de Vitamina C (como ácido ascórbico) Bajo Diferentes Métodos de Almacenamiento:

Determinación de la Influencia de la Luz en el Principio Activo en Distintas Presentaciones

Proyecto de Investigación .

Carla Montesinos

Ingeniería Química

Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de

Ingeniera Química

Quito, 16 de diciembre del 2015

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UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO USFQ

COLEGIO DE CIENCIAS E INGENIERÍA

HOJA DE CALIFICACIÓN DE TRABAJO DE TITULACIÓN

Estudio de la Degradación de Vitamina C (como ácido ascórbico) Bajo Diferentes Métodos de Almacenamiento: Determinación de la Influencia de la

Luz en el principio Activo en Distintas Presentaciones.

Carla Montesinos

Calificación:

Nombre del profesor, Título académico

David A. Egas , PhD

Firma del profesor

Quito, 16 de diciembre del 2015

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Derechos de Autor

Por medio del presente documento certifico que he leído todas las Políticas y

Manuales de la Universidad San Francisco de Quito USFQ, incluyendo la Política de

Propiedad Intelectual USFQ, y estoy de acuerdo con su contenido, por lo que los derechos de

propiedad intelectual del presente trabajo quedan sujetos a lo dispuesto en esas Políticas.

Asimismo, autorizo a la USFQ para que realice la digitalización y publicación de este

trabajo en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley

Orgánica de Educación Superior.

Firma del estudiante: _______________________________________ Nombres y apellidos: Carla María Montesinos Maldonado Código: 100406 Cédula de Identidad: 1719819904 Lugar y fecha: Quito, 16 de diciembre del 2015

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RESUMEN

Tres fuentes de suplementos vitamínicos se usaron como fuente de vitamina C (conocido como ácido ascórbico, AA). El método de análisis de la concentración de AA se realizó mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC, por sus siglas en inglés) en modo isocrático. El sistema de HPLC usado es Buck Scientific con una columna Pinnacle II C18 (Restek, Estados Unidos, 5µm, 150mm x 4.6mm), a temperatura de laboratorio (22-24°C). El HPLC operó con flujo de 1 mL/ min, y resolución de 0.5. Se usó una fase móvil metanol:agua (5:95, v/v) acidificada con 6 gotas de H2SO4 6M. El detector del HPLC es UV con longitud de onda de 254 nm. La curva de calibración fue lineal en el rango analizado de estándares de AA (0.05-0.3 mg/mL). El tiempo de retención del AA varió entre 5.5-5.9. Se logró obtener reproducibilidad y repetitividad en la curva de calibración. Las corridas de muestra tuvieron una duración de 10 minutos cada una mientras los estándares fueron analizados por 8 minutos. Se ha obtenido la fecha de expiración para los respectivos suplementos vitamínicos, la cual sobrepasa la fecha establecida en los frascos de los mismos. Por esta razón, se ha determinado la presencia de Zinc y Magnesio en los suplementos vitamínicos mediante absorción atómica como posible razón de la lenta degradación del ácido ascórbico. Palabras clave: Ácido ascórbico, ácido dehidroascórbico, cromatografía líquida, degradación, vitamina C, suplementos vitamínicos, absorción atómica.

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ABSTRACT

Three vitamin supplements where used as a vitamin C source (known as ascorbic ácid, AA). The analytical method used to determine the concentration of AA was high performance liquid chromatography (HPLC) in isocratic mode. A Buck Scientific HPLC system with a C18 Pinnacle II column (Restek, United States, 5µm, 150mm x 4.6mm), at laboratory temperature (22-24°C), was used. The HPLC operated with a flow of 1 mL/ min, and a resolution of 0.5. A mobile phase of methanol:water (5.95 v/v) acidified with 6 drops of H2SO4 6M was used. The HPLC detector is UV with a wavelength of 254nm. The calibration curve was linearized on the range of AA standards (0.05-0.3 mg/mL). The retention time for AA was between 5.5-5.9. Reproducibility and repeatability was obtained for the calibration curve. The injections for the samples lasted 10 minutes each, while the standards where analyzed for 8 minutes. The expiration date was obtained for each vitamin supplement, and it was found that it exceeds the specified date on the vitamin packages. Therefore, the presence of Zinc and Magnesium in the vitamin supplements has been determined by atomic absorption as a possible reason for the slow degradation of ascorbic acid. Key words: Ascorbic acid, dehydroascorbic acid, liquid chromatography, degradation, vitamin C, vitamin supplements, atomic absorption.

6

TABLA DE CONTENIDO

Introducción ....................................................................................................................................... 15

Desarrollo del Tema.......................................................................................................................... 19

Parte experimental ...................................................................................................................................... 19

Métodos y materiales. .......................................................................................................................................... 19

Químicos y reactivos. ............................................................................................................................................ 19

Muestras. .................................................................................................................................................................. 19

Equipo HPLC y condiciones. ................................................................................................................................ 19

Equipo absorción atómica y condiciones. ...................................................................................................... 20

Preparación de Soluciones. ........................................................................................................................ 20

Fase Móvil. ................................................................................................................................................................ 20

Estándares. ............................................................................................................................................................... 20

Muestras. .................................................................................................................................................................. 20

Líquido. ...................................................................................................................................................................... 21

Efervescente. ........................................................................................................................................................... 21

Tabletas. .................................................................................................................................................................... 21

Estándares absorción atómica. .......................................................................................................................... 21

Preparación de muestras para absorción atómica. ............................................................................... 22

Efervescente. ........................................................................................................................................................... 22

Líquida. ...................................................................................................................................................................... 22

Tabletas. .................................................................................................................................................................... 22

Curva de calibración. ............................................................................................................................................. 22

Análisis de muestras. ............................................................................................................................................. 22

Presencia de metales. ........................................................................................................................................... 23

7

Resultados y discusión ................................................................................................................................ 23

Curva de calibración. ............................................................................................................................................. 23

Muestras. .................................................................................................................................................................. 26

Orden 0. .................................................................................................................................................................... 26

Orden 1. .................................................................................................................................................................... 27

Orden 2. .................................................................................................................................................................... 27

Efervescente. ........................................................................................................................................................... 27

Muestras almacenadas al sol. ............................................................................................................................ 28

Muestras almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ............................................................................... 29

Líquido. ...................................................................................................................................................................... 31



Tabletas. .................................................................................................................................................................... 34



Efervescente. ........................................................................................................................................................... 39



Líquido. ...................................................................................................................................................................... 40


Tabletas. .................................................................................................................................................................... 42


Conclusiones ...................................................................................................................................... 53

Referencias bibliográficas ................................................................................................................ 54

Anexo A: Cromatogramas de ácido ascórbico ............................................................................. 56

8

Anexo B: Método integral ............................................................................................................... 61

Anexo C: método Diferencial .......................................................................................................... 63

9

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Cantidad Recomendada de Ingesta de Vitamina C .................................................... 16

Tabla 2: Resultados concentración de ácido ascórbico (AA) y área de estándares para la curva

de calibración 1 .................................................................................................................. 23

Tabla 3: Resultados concentración de ácido ascórbico (AA) y área, de estándares para la

curva de calibración 2 ........................................................................................................ 24

Tabla 4: Concentración de ácido ascórbico (mg/mL) en función del tiempo (días) en distintos

tipos de almacenamiento para las muestras efervescentes. ............................................ 27


tipos de almacenamiento para las muestras líquidas. ...................................................... 31


tipos de almacenamiento para las muestras en tabletas. ................................................ 34

Tabla 7: Resultados de la cinética de degradación para suplementos vitamínicos

almacenados en diferentes ambientes ............................................................................. 45

Tabla 8: Fechas de expiración para los diferentes suplementos vitamínicos .......................... 46

Tabla 9: Razón de degradación para los medicamentos de vitamina C .................................. 47

Tabla 10: Concentración de Zn y Mg para pastillas efervescentes .......................................... 50

Tabla 11: Concentración de Zn y Mg para vitamina C en líquido ............................................ 50

Tabla 12: Concentración de Zn y Mg para tabletas.................................................................. 50

Tabla 13: Concentración de Zn y Mg en los suplementos vitamínicos .................................... 51

Tabla 14: Resultados del método diferencial para pastillas efervescentes almacenadas al sol

........................................................................................................................................... 63

10

Tabla 15: Resultados del método diferencial para pastillas efervescentes almacenadas en

lugar fresco y oscuro ......................................................................................................... 63

Tabla 16: Resultados del método diferencial para presentación líquida almacenadas al sol . 64

Tabla 17: Resultados del método diferencial para presentación líquida almacenadas en un

lugar fresco y oscuro ......................................................................................................... 64

Tabla 18: Resultados del método diferencial para tabletas almacenadas al sol ..................... 65

Tabla 19: Resultados del método diferencial para tabletas almacenadas en un lugar fresco y

oscuro ................................................................................................................................ 65

11

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Curva de calibración de ácido ascórbico obtenida para días diferentes (prueba de

repetitividad). .................................................................................................................... 24

Figura 2: Curva de Calibración de Ácido Ascórbico .................................................................. 25

Figura 3: Concentración de AA versus tiempo para reacción elemental de orden 0 para

pastillas efervescentes almacenadas al sol. ...................................................................... 28

Figura 4: Logaritmo natural de concentración de AA versus tiempo para reacción elemental

de orden 1 para pastillas efervescentes almacenadas al sol. ........................................... 28

Figura 5: Inversa de la concentración de AA versus tiempo para reacción elemental de orden

2 para pastillas efervescentes almacenadas al sol. ........................................................... 29


pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ................................ 29


de orden 1 para pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ...... 30

Figura 8: Inversa de la concentración de AA versus tiempo para reacción elemental de orden

2 para pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ..................... 30


presentación líquida almacenadas al sol. .......................................................................... 31


de orden 1 para presentación líquida almacenadas al sol. ............................................... 32

Figura 11: Inversa de la concentración de AA versus tiempo para reacción elemental de

orden 2 para presentación líquida almacenadas al sol. .................................................... 32

12


presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro. .................................... 33


de orden 1 para presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ......... 33


orden 2 para presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro. .............. 34


tabletas almacenadas al sol. .............................................................................................. 35


de orden 1 para tabletas almacenadas al sol. ................................................................... 35


orden 2 para tabletas almacenadas al sol. ........................................................................ 36


tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ........................................................ 36


de orden 1 para tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro. ............................. 37


orden 2 para tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro. .................................. 37

Figura 21: Polinomio ajustado a la concentración de AA versus tiempo para pastillas

efervescentes almacenadas al sol. .................................................................................... 39


efervescentes almacenadas en lugar fresco y oscuro. ...................................................... 40

13

Figura 23: Polinomio ajustado a la concentración de AA versus tiempo para presentación

líquida almacenada al sol. ................................................................................................. 41


líquida almacenada en lugar fresco y oscuro. ................................................................... 42

Figura 25: Polinomio ajustado a la concentración de AA versus tiempo para tabletas

almacenadas al sol. ............................................................................................................ 43


almacenadas en lugar fresco y oscuro. ............................................................................. 44

Figura 27: Curva de calibración de Zinc ................................................................................... 49

Figura 28: Curva de calibración de Magnesio .......................................................................... 49

Figura 29: Estructura de L-ácido asórbico ................................................................................ 51

Figura 30: Cromatograma característico de los estándares de AA .......................................... 56

Figura 31: Cromatograma característico de muestras efervescentes de control. ................... 56

Figura 32: Cromatograma de muestras efervescentes almacenadas al sol............................. 57

Figura 33: Cromatograma característico de muestras efervescentes almacenadas en lugar

fresco y oscuro ................................................................................................................... 57

Figura 34: Cromatograma característico de muestras líquidas de control. ............................. 58

Figura 35: Cromatograma de muestras líquidas almacenadas al sol ....................................... 58

Figura 36: Cromatograma característico de muestras líquidas almacenadas en lugar fresco y

oscuro ................................................................................................................................ 59

Figura 37: Cromatograma característico de muestras en tabletas de control. ....................... 59

Figura 38: Cromatograma de muestras en tabletas almacenadas al sol ................................. 59

14

Figura 39: Cromatograma característico de muestras en tabletas almacenadas en lugar

fresco y oscuro ................................................................................................................... 60

15

INTRODUCCIÓN

El ácido ascórbico (AA), conocido comúnmente como vitamina C, es un sólido blanco

inodoro e hidrosoluble (Nojavan & et. al, 2008). El isómero activo de este compuesto es el

ácido L-ascórbico y el ácido L-dehidroascórbico (DHAA). El AA se oxida a ácido

dehidroascórbico (DHAA) mediante una reacción reversible. Esto se da debido a algunas

condiciones: altas temperaturas, presencia de oxígeno, luz, alto pH y acción enzimática

(Nováká & et. al, 2008).

Esta vitamina juega un papel muy importante dentro del cuerpo humano, puesto que actúa

como antioxidante y es un precursor en la producción de colágeno (vital para la

cicatrización) (National Institutes of Health, 2011). La vitamina C sintetiza citocromo P450,

esencial para reacciones de destoxificación; disminuye el colesterol al sintetizar ácidos

biliares, entre otros (Biesalski & Grimm, 2007). La vitamina C forma parte de algunos

mecanismos biológicos como su reducción a ascorbato, el cual participa en sistemas redox

como el del glutaión (Biesalski & Grimm, 2007). Es un donante de hidrógenos en las

reacciones de hidroxilación, por ejemplo en la síntesis de adrenalina (Biesalski & Grimm,

2007).

16

Tabla 1: Cantidad Recomendada de Ingesta de Vitamina C

Edad

Cantidad

Recomendada

[mg]

Edad

Cantidad

Recomendada

[mg]

0-6 meses 40 Hombres Adultos 90

7-12 meses 50 Mujeres Adultas 75

1-3 años 15 Adolescentes Embarazadas 80

4-8 años 25 Mujeres Embarazadas 85

9-13 años 45 Adolescentes en período de

lactancia 115

Varones 14-18 años 75 Mujeres en período de

lactancia 120

Mujeres 14-18 años 65

Su déficit reduce la resistencia a infecciones (Gil, 2010) y produce escorbuto. Según el

Instituto Nacional de la Salud (NIH por sus siglas en inglés) la cantidad recomendada al día se

muestra en la Tabla 1.

Debido a la ley pasada en el año 1979, las farmacéuticas tienen que incluir una fecha de

expiración en sus productos. Esta fecha es únicamente una garantía de que el suplemento

todavía mantiene el 90% de su potencia terapéutica o principio activo de los medicamentos.

Sin embargo, esto es referente a los envases que permanecen cerrados (Harvard, 2003). En

un estudio realizado por la Food and Drug Administration (FDA), se encontró que el 90% de

los medicamentos se encontraban en perfectas condiciones después de 15 años (envase

cerrado) (Harvard, 2003).

El almacenamiento de los medicamentos tiene un impacto sobre el principio activo de los

mismos. La temperatura afecta la degradación de los medicamentos. El almacenamiento

17

adecuado de la vitamina C debe ser en un lugar fresco y oscuro para que se cumpla con la

fecha de expiración proporcionada por el fabricante. Sin embargo, una vez abierto el

empaque, se lo expone al aire. Esto conduce a la degradación de la vitamina C y a la pérdida

de su principio activo (Oyetade & et. al, 2012). Por otro lado, un almacenamiento

inadecuado (expuesto a la luz solar), conduce a una degradación más rápida del

medicamento. Es por esto que el fabricante no puede garantizar la fecha de expiración una

vez abierto el empaque. Esto se debe a que el mismo desconoce las condiciones de

almacenamiento de cada empaque, causando que la fecha de expiración predicha no sea la

misma (Blakley, 2004).

La cinética de una reacción homogénea describe el cambio en la concentración de un

componente en función del tiempo. Por ejemplo, si se tiene una reacción 𝐴 + 𝐵 → 𝐶, la

velocidad de desaparición de A en un reactor batch va a estar dada por (Foggler, 2001)

−𝑟𝐴 =𝑑𝐶𝐴

𝑑𝑡

La velocidad de reacción dice que tan rápido se dará la misma y en función de que

componentes. Esta va a ser velocidad de decrecimiento para reactivos o de crecimiento para

productos. La velocidad de reacción depende de algunas variables como la temperatura, la

composición de los componentes de la reacción, y de la presión, aunque la última va de la

mano de la temperatura (Levenspiel, 1990). Se la puede representar como sigue

𝑅𝐴 = 𝑘𝐶𝐴∝𝐶𝐵

𝛽

En este caso el orden de reacción con respecto a 𝐴 es ∝ y con respecto a 𝐵 es 𝛽. El orden

global de la reacción es la suma de las dos. Y 𝑘 es la constante de velocidad.

Existen varias técnicas para determinar la concentración de ácido ascórbico dentro

de una muestra. Uno de ellos es el uso de la cromatografía líquida de alto rendimiento

18

(HPLC, por sus siglas en inglés). Este método tiene la ventaja de ser rápido, sencillo y

selectivo en cuanto a la determinación de vitaminas. Su beneficio es el uso de pequeñas

cantidades de muestra para que sean detectadas en este instrumento. Esto reduce los

costos de muestra, así como los costos de preparación de muestra (Papadoyannis, Tsioni, &

Samanidou, 2006).

En este estudio, se va a analizar el impacto que tiene el almacenamiento de la

vitamina C sobre la fecha de expiración. Se estima que los medicamentos almacenados en

un ambiente inadecuado tengan una cinética de degradación mayor a la de los almacenados

adecuadamente. Es decir, su principio activo va a perder efectividad más rápido que el de los

almacenados en un lugar fresco y oscuro (Blakley, 2004).

19

DESARROLLO DEL TEMA

Parte experimental

Métodos y materiales.

Químicos y reactivos.

Fase Móvil: metanol marca Fisher Scientific (grado HPLC, Lote: 6804), ácido sulfúrico marca

H.V.O. y agua ultra pura. Estándares: ácido ascórbico y agua ultra pura. Matriz absorción

atómica: ácido nítrico p.a. marca H.V.O. 67%, solución madre Zinc marca Inorganic Ventures

(1000 µg/mL, Lote: A2-ZN02036) y solución madre de Magnesio marca Buck Scientific (1000

µg/mL, Lote: 9911V).

Muestras.

Vitamina C: gotas (200 mg/mL, Lote: RJ0579) marca Redoxon (Brasil); efervescente (1000

mg, Lote: 5B6350) marca MK (Colombia); tabletas (500 mg, Lote: 14237J) marca Mason

(Estados Unidos).

Equipo HPLC y condiciones.

Se ha utilizado el sistema HPLC Buck Scientific BLC-10/11 serie isocrática equipado con:

detector UV (λ = 254 nm); una bomba para análisis de rutina (flujo: 1 mL/min); válvula de

purga PEEK 0.0625” de diámetro, válvula de inyección manual con lazo de muestra PEEK de

20 µL (Buck Scientific). El equipo se ha utilizado en conjunto con el software PeekSimple

(Versión 4.26, 6 channels).

Se ha utilizado una columna Pinnacle II C18 (Restek, Estados Unidos, 5µm, 150mm x 4.6mm)

en conjunto al sistema HPLC.

20

Equipo absorción atómica y condiciones.

Se ha utilizado el espectrofotómetro de absorción atómica Buck Scientific 210 VGP equipado

con: monocromador Ebert mount (0.25m); gradilla (32 nm x 27 nm, 600 surcos/nm)

corrección de fondo: lámpara de arco de deuterio. El equipo se utilizó en conjunto con

lámparas de cátodo hueco de Zinc y Magnesio.

Preparación de Soluciones.

Fase Móvil.

La fase móvil ha consistido en una mezcla metanol:agua (5:95, v/v) adicionando 6 gotas de

ácido sulfúrico (H2SO4) 6M. La fase móvil se ha filtrado mediante filtros hidrofílicos PVDF

0.45µm (Millipore, Millex-HV) y desgasificada por 20 minutos en ultrasonido (Bransonic

modelo 5510R-DTH) (Shafqat & et. al, 2012), previo a su inyección en el HPLC.

Estándares.

Se ha pesado 50 mg de AA y se los ha diluido en 50 mL de agua ultra pura para obtener una

solución madre (1 mg/mL). Adicionalmente, se ha diluido la solución madre en agua ultra

pura para obtener estándares de 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 y 0.30 mg/mL. Todos los

estándares se han preparado el día de la medición, y almacenado en un lugar fresco y

oscuro.

Muestras.

Todas las soluciones, estándares y muestras, se han filtrado a través de filtros hidrofílicos

PVDF 0.45µm (Millipore, Millex-HV) y se han desgasificado por 5 minutos en limpiador

ultrasónico (Modelo 5510R-DTH, Branson, Estados Unidos).

21

Líquido.

Se ha diluido 100 µL de vitamina C líquida (Redoxon) en 100 mL de agua ultra pura. Se ha

filtrado 10 mL de la solución antes de su inyección en HPLC.

Efervescente.

Se ha pulverizado la pastilla efervescente de 1000 mg (MK), se ha pesado 300 mg de

vitamina C y se ha diluido en 100 mL de agua ultra pura. Se ha utilizado ultra sonido por 10

minutos para disolver todas las partículas. Adicionalmente, se ha realizado una dilución 1:10

(AA:agua).

Tabletas.

Se ha pulverizado la tableta de 500 mg (Mason), se ha pesado 200 mg y se ha diluido en 100

mL de agua ultra pura. Se ha utilizado ultra sonido por 10 minutos para disolver todas las

partículas. Se ha realizado una dilución 1:10 (AA:agua).

Estándares absorción atómica.

Se ha realizado una solución de ácido nítrico HNO3 al 5% como matriz. Se ha realizado una

dilución de una solución madre de Zinc de 1000 µg/mL para obtener una solución de 2.5

ppm. Se ha realizado estándares para Zinc de 0.01, 0.5, 1.0, 1.5 y 2.5 ppm.

Se ha realizado una solución de 2 ppm de magnesio a partir de una solución madre de

Magnesio de 1000 µg/mL. Se ha realizado estándares de Magnesio de 0.015, 0.5, 1.0 y 1.5

ppm.

22

Preparación de muestras para absorción atómica.

Efervescente.

Se ha pesado una pastilla efervescente y se ha diluido el 10% en 100 mL de matriz de HNO3

al 5%. Se ha utilizado ultrasonido para facilitar el proceso de disolución.

Líquida.

Se ha diluido 1 mL de vitamina C líquida en 100 mL de matriz de HNO3 al 5%.

Tabletas.

Se ha pesado una tableta y se ha diluido el 10% en 100 mL de matriz de HNO3 al 5%. Se ha

utilizado ultrasonido para facilitar el proceso de disolución.

Curva de calibración.

Se ha corrido cada estándar por triplicado durante 8 minutos en HPLC. Se ha obtenido una

curva de calibración reproducible (Intra día) y repetible (Inter día). La curva se ha realizado al

inicio y al final de la investigación. El cromatograma característico de los estándares se

muestra en Anexo A.

Análisis de muestras.

Los suplementos de vitamina C (líquido, efervescente y tabletas) se han almacenado de la

siguiente forma: un paquete en ambiente oscuro y fresco, un paquete en ambiente expuesto

al sol, 8 paquetes de control en ambiente oscuro y fresco (para líquido y efervescente); para

las tabletas el paquete de control se ha purgado con nitrógeno y almacenado en ambiente

oscuro y fresco.

Los paquetes almacenados en ambiente oscuro y expuesto al sol han sido analizados

durante 6 meses en 9 corridas en HPLC. Cada muestra se ha analizado por triplicado.

23

En 8 de las 9 corridas, los paquetes de control son abiertos y analizados por triplicado

únicamente en el día respectivo. Después de eso no se los vuelve a analizar. Estos paquetes

nos permiten comparar la concentración inicial del lote con la de los paquetes abiertos. Los

cromatogramas característicos de las muestras se muestran en Anexo A.

Presencia de metales.

Se ha utilizado absorción atómica para determinar la presencia de Zinc y Magnesio dentro

de las muestras. Se ha utilizado una llama aire-acetileno para medir los dos metales con

apertura de rendija de 0.7 nm. La longitud de onda que se ha utilizado para Zinc y Magnesio

es 213.9 y 285.2 nm, respectivamente. Se ha realizado la curva de calibración de Zn y Mg. Se

ha medido la absorbancia de las muestras para cada metal.

Resultados y discusión

Curva de calibración.

Los valores obtenidos para la reproducibilidad y repetitividad de las dos curvas de

calibración de ácido ascórbico que se ha realizado se muestran en la Tabla 2 y la Tabla 3.

Tabla 2: Resultados concentración de ácido ascórbico (AA) y área de estándares para la

curva de calibración 1

Concentración

AA [mg/mL]

Día 1 Día 2 Día 3

Inter Día

Desviación Estándar

% RSD Intra día Intra día Intra día

0.05 28.853 29.174 29.860 29.296 0.514 1.755

0.1 65.929 62.034 65.016 64.326 2.037 3.167

0.15 91.306 89.827 96.370 92.501 3.432 3.710

0.2 116.735 117.190 113.183 115.703 2.194 1.896

0.25 145.856 145.581 150.208 147.215 2.596 1.763

0.3 183.760 167.990 174.093 175.281 7.952 4.537

24

Tabla 3: Resultados concentración de ácido ascórbico (AA) y área, de estándares para la

curva de calibración 2

Concentración

AA [mg/mL]

Día 1 Día 2 Día 3

Inter Día

Desviación Estándar

% RSD Intra día Intra día Intra día

0.05 31.027 28.803 29.052 29.627 1.219 4.113

0.1 65.501 65.338 66.578 65.806 0.674 1.024

0.15 90.926 90.404 90.998 90.776 0.324 0.357

0.2 117.957 118.911 120.163 119.011 1.106 0.929

0.25 146.389 144.511 144.832 145.244 1.004 0.692

0.3 182.982 184.012 181.183 182.726 1.431 0.783

Se ha graficado las dos curvas de calibración para el ácido ascórbico a partir de la Tabla 2 y la

Tabla 3. Las curvas se muestran en la Figura 1.

Figura 1: Curva de calibración de ácido ascórbico obtenida para días diferentes (prueba de

repetitividad).

25

Se ha realizado una regresión lineal con Microsoft Excel para cada grupo de datos. Las

ecuaciones de la recta y el valor del coeficiente de correlación al cuadrado correspondientes

se muestran a continuación.

Curva 1:

𝐶𝐴𝐴 = 0.0017𝐴 − 0.0063

𝑅2 = 0.9975

Curva 2:

𝐶𝐴𝐴 = 0.0017𝐴 − 0.0033

𝑅2 = 0.9961

Se ha seleccionado la curva 1 (Figura 2) como referencia para calcular la concentración de

ácido ascórbico en relación a su área, debido a que su coeficiente de correlación es más

cercano a 1.

Figura 2: Curva de Calibración de Ácido Ascórbico

La curva de calibración de ácido ascórbico muestra linealidad, lo cual es de suma

importancia para que cumpla con la Ley de Beer. Se puede apreciar que el instrumento HPLC

es estable puesto que los resultados son reproducibles y repetibles en días diferentes. Esto

26

corrobora que no se debe realizar una curva de calibración para cada día que se analice las

muestras. El R2 obtenido en la curva de calibración fue de 0.9975, implicando que los datos

tienen un buen ajuste entre ellos.

Los valores de la Desviación Estándar Relativa (RSD, por sus siglas en inglés) muestran que el

método utilizado para el análisis de AA en HPLC tiene buena precisión debido a que los datos

se encuentran dentro del 5%.

Por otro lado, se puede ver que los resultados obtenidos en HPLC no tienen interferencias,

puesto que no se encontró picos para otros excipientes que se pueden encontrar en los

suplementos vitamínicos. Esto indica que el método es selectivo para AA.

Muestras.

La cinética de degradación del AA para todos los diferentes suplementos vitamínicos se ha

obtenido mediante el siguiente procedimiento. En primer lugar, se ha obtenido la cinética de

degradación mediante el método integral para determinar si el ajuste de datos está

relacionado con las reacciones elementales de orden 0, 1 o 2. Mediante este método se ha

integrado las ecuaciones cinéticas particulares de cada orden elemental con respecto al

tiempo y a la concentración del ácido ascórbico. Las expresiones obtenidas después de

integrar se muestran a continuación (Levenspiel, 1990). Las integraciones se encuentran en

Anexo B

Orden 0.

𝐶𝐴𝐴 = 𝑘𝑡

Para este orden de reacción, se ha graficado la concentración de ácido ascórbico (CAA) en

mg/mL versus el tiempo en días.

27

Orden 1.

ln 𝐴𝐴 = ln 𝐴𝐴0 − 𝑘𝑡

Para este orden de reacción, se ha graficado el logaritmo natural de la concentración de

ácido ascórbico (CAA) versus el tiempo en días.

Orden 2.

1

𝐶𝐴𝐴=

1

𝐶𝐴𝐴0

− 𝑘𝑡

Para este orden de reacción, se ha graficado el inverso de la concentración de ácido

ascórbico (CAA) versus el tiempo en días.

Una vez que se ha realizado las respectivas gráficas, se espera escoger la que tenga el mejor

ajuste basado en el coeficiente de correlación. Los gráficos para las diferentes

presentaciones de suplementos vitamínicos se muestran a continuación.

Efervescente.

Los datos de la concentración de AA determinada en función del tiempo que se han utilizado

para las diferentes gráficas se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4: Concentración de ácido ascórbico (mg/mL) en función del tiempo (días) en

distintos tipos de almacenamiento para las muestras efervescentes.

t [días] 0 1 4 7 12 30 56 104 137 152

Sol 0.1099 0.1096 0.1093 0.1070 0.1036 0.1019 0.0965 0.0930 0.0836 0.0831

Oscuro 0.1108 0.1104 0.1104 0.1101 0.1078 0.1059 0.1025 0.1012 0.1010 0.0904

Control 0.1102 0.1095 0.1235 0.1108 0.1074 0.1102 0.1031 0.1075 0.1107 0.1116

Las gráficas obtenidas respectivamente para cada orden elemental de la reacción para las

pastillas efervescentes se muestran de la Figura 3 a la Figura 8.

28

Muestras almacenadas al sol.


pastillas efervescentes almacenadas al sol.


de orden 1 para pastillas efervescentes almacenadas al sol.

29


orden 2 para pastillas efervescentes almacenadas al sol.

Se ha visto que el orden de reacción para las pastillas efervescentes almacenadas al sol que

se ajusta mejor a los datos es la de segundo orden.

Muestras almacenadas en ambiente fresco y oscuro.


pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

30


de orden 1 para pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro.


orden 2 para pastillas efervescentes almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

El mejor ajuste para las pastillas efervescentes almacenadas en un lugar fresco y oscuro es la

reacción de orden 0.

31

Líquido.

En la Tabla 5 se muestran los datos utilizados para realizar las gráficas de concentración

versus tiempo para las reacciones elementales.


distintos tipos de almacenamiento para las muestras líquidas.

t [días] 0 1 4 7 12 30 56 104 137 152

Sol 0.2410 0.2407 0.2398 0.2384 0.2389 0.2291 0.2253 0.2117 0.1744 0.1539

Oscuro 0.2437 0.2423 0.2411 0.2407 0.2419 0.2372 0.2359 0.2278 0.2014 0.1969

Control 0.2414 0.2437 0.2356 0.2435 0.2374 0.2391 0.2380 0.2401 0.2392 0.2406

Las gráficas obtenidas para la presentación en gotas se muestran desde la Figura 9 hasta la

Figura 14.



presentación líquida almacenadas al sol.

32

Figura 10: Logaritmo natural de concentración de AA versus tiempo para reacción

elemental de orden 1 para presentación líquida almacenadas al sol.


orden 2 para presentación líquida almacenadas al sol.

La reacción de orden 0 nos ha dado el mejor ajuste para la vitamina C en presentación

líquida cuando es almacenada al sol.

33



presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro.


elemental de orden 1 para presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

34


orden 2 para presentación líquida almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

Se puede ver que en este caso el mejor ajuste es para la reacción de orden 0 para la vitamina

C en líquido almacenadas en un lugar oscuro y fresco.

Tabletas.

Los datos de concentración que se han utilizado para los gráficos de reacciones elementales

se muestran en la Tabla 6.


distintos tipos de almacenamiento para las muestras en tabletas.

T [días] 0 1 4 7 12 30 56 104 137 152

Sol 0.2166 0.2154 0.2155 0.2181 0.2053 0.2024 0.2013 0.2003 0.1748 0.1721

Oscuro 0.222 0.2216 0.2186 0.2175 0.2222 0.2202 0.2179 0.2134 0.1774 0.1725

Control 0.2267 0.2255 0.2183 0.2209 0.2235 0.2235 0.2288 0.2218 0.2064 0.2305

Las gráficas obtenidas para las tabletas se muestran desde la Figura 15 hasta la Figura 20.

35



tabletas almacenadas al sol.


elemental de orden 1 para tabletas almacenadas al sol.

36


orden 2 para tabletas almacenadas al sol.

Para las tabletas efervescentes almacenadas al sol la cinética de degradación que mejor se

ajusta es la de orden 0.



tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

37


elemental de orden 1 para tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro.


orden 2 para tabletas almacenadas en ambiente fresco y oscuro.

Se puede ver que para las tabletas almacenadas en un lugar fresco y oscuro la reacción de

orden 0 es la que mejor ajuste da.

38

Se puede ver que para todos los casos de las muestras, el ajuste a las cinéticas de las

reacciones elementales mediante el método integral es bastante bueno para todos los

casos. Adicionalmente, debido a que en ninguno de los resultados para determinar si la

cinética de degradación es elemental entra en un rango de 1% de error se ha realizado la

obtención de la cinética de degradación mediante el método diferencial. Se ha analizado de

manera matemática la relación entre la concentración y el tiempo. Se conoce que la cinética

de reacción es de la forma

−𝑟𝐴 =𝑑𝐶𝐴

𝑑𝑡

Se ha graficado la concentración de AA versus el tiempo y se ha ajustado los datos al

polinomio que ha dado el mejor coeficiente de correlación cuadrático, i.e. el más cercano a

la unidad. Posteriormente se ha derivado la concentración con respecto al tiempo del

polinomio con el mejor ajuste para obtener la expresión de la cinética de degradación. Esta

expresión representa la cinética de degradación experimental y se la ha comparado con la

cinética de degradación teórica −𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴𝑛. Los valores de la constante de velocidad k y el

orden de reacción n se han obtenido a través de la función Solver incluido en Microsoft

Excel. Mediante esta función se ha minimizado el valor del error absoluto al variar los

valores de k y n. El error absoluto está dado por

𝑒𝑎𝑏𝑠 =(𝑟𝑐𝑎𝑙𝑐 − 𝑟𝑒𝑥𝑝)

2

𝑟𝑒𝑥𝑝

Los resultados para cada presentación de vitamina C se muestran a continuación. Las tablas

de la velocidad de reacción experimental y teórica, así como el error absoluto se encuentran

en Anexo C.

39

Efervescente.

Se ha utilizado los resultados de la concentración de AA de la Tabla 4 para obtener la gráfica

con el polinomio de mejor ajuste. Las gráficas se muestran en las Figura 21 y Figura 22.



efervescentes almacenadas al sol.

Se ha derivado el polinomio obtenido en la Figura 21 y se ha obtenido la siguiente expresión

para la cinética de degradación

−𝑟𝐴 = 1.2𝑥10−12𝑡5 − 3.5𝑥10−10𝑡4 + 4.08𝑥10−8 𝑡3 − 2.7𝑥10−6𝑡2 + 6𝑥10−5𝑡 − 0.0008

La expresión de la cinética de degradación obtenida es

−𝑟𝐴 = 1.601𝑥10−3𝐶𝐴𝐴0.399 [

𝑚𝑔

𝑚𝐿 ∗ 𝑑í𝑎]

40



efervescentes almacenadas en lugar fresco y oscuro.


para la cinética d degradación

−𝑟𝐴 = −2.4𝑥10−13𝑡5 + 5𝑥10−11𝑡4 − 3.6𝑥10−9 𝑡3 + 6𝑥10−8𝑡2 − 0.0002


−𝑟𝐴 = 7.39𝑥10−6𝐶𝐴𝐴−1.482 [

𝑚𝑔


Líquido.

Los resultados de la Tabla 5 se han utilizado para calcular la cinética de degradación de la

vitamina C en presentación líquida. Las gráficas se muestran en las Figura 23: Polinomio

ajustado a la concentración de AA versus tiempo para presentación líquida almacenada al

sol. y Figura 24.

41



líquida almacenada al sol.

La derivada del polinomio de la Figura 23 obtenida es

−𝑟𝐴 = −1.5𝑥10−7𝑡2 + 1.6𝑥10−5𝑡 − 0.0006


−𝑟𝐴 = 1.83𝑥10−6𝐶𝐴𝐴−3.636 [

𝑚𝑔


42



líquida almacenada en lugar fresco y oscuro.

La derivada obtenida del polinomio ajustado de la Figura 24 es

−𝑟𝐴 = 5𝑥10−11𝑡4 − 1.6𝑥10−8𝑡3 + 1.2𝑥10−6𝑡2 − 4𝑥10−5𝑡 − 2𝑥10−5


−𝑟𝐴 = 1.38𝑥10−8𝐶𝐴𝐴−6.578 [

𝑚𝑔


Tabletas.

La Tabla 6 se ha utilizado para obtener la cinética de degradación para vitamina C en

tabletas. Los resultados de las gráficas se muestran en las Figura 25 yFigura 26.CAA

43



almacenadas al sol.


para la cinética d degradación

−𝑟𝐴 = −3𝑥10−13𝑡5 + 2𝑥10−10𝑡4 − 3.6𝑥10−8 𝑡3 + 2.4𝑥10−6𝑡2 − 4𝑥10−5𝑡 − 0.0005


−𝑟𝐴 = 1.999𝑥10−1𝐶𝐴𝐴1.929 [

𝑚𝑔


44



almacenadas en lugar fresco y oscuro.

La derivada del polinomio de la Figura 26 es

−𝒓𝑨 = 𝟐. 𝟒𝒙𝟏𝟎−𝟏𝟐𝒕𝟓 − 𝟏𝒙𝟏𝟎−𝟗𝒕𝟒 + 𝟏. 𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟕 𝒕𝟑 − 𝟔𝒙𝟏𝟎−𝟔𝒕𝟐 + 𝟏𝒙𝟏𝟎−𝟒𝒕 − 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟔


−𝒓𝑨 = 𝟑. 𝟏𝟒𝒙𝟏𝟎−𝟓𝑪𝑨𝑨−𝟏.𝟒𝟑𝟕 [

𝒎𝒈

𝒎𝑳 ∗ 𝒅í𝒂]

En la Tabla 7 se resume los resultados que se han obtenido para la cinética de degradación

de la vitamina C en las diferentes presentaciones y almacenamientos.

45

Tabla 7: Resultados de la cinética de degradación para suplementos vitamínicos

almacenados en diferentes ambientes

Muestra Cinética de degradación

[mg/mL*día] Error absoluto

Efervescente almacenada

al sol −𝑟𝐴𝐴 = 1.601𝑥10−3𝐶𝐴𝐴

0.399 6.96x10-3


en lugar fresco y oscuro −𝑟𝐴𝐴 = 7.39𝑥10−6𝐶𝐴𝐴

−1.482 5.02x10-3

Líquida almacenada al sol −𝑟𝐴𝐴 = 1.83𝑥10−6𝐶𝐴𝐴−3.636 8.22x10-4

Líquida almacenada en

lugar fresco y oscuro −𝑟𝐴𝐴 = 1.38𝑥10−8𝐶𝐴𝐴

−6.578 1.70x10-2

Tableta almacenada al

sol −𝑟𝐴𝐴 = 1.999𝑥10−1𝐶𝐴𝐴

1.929 4.43x10-1

Tableta almacenada en

lugar fresco y oscuro −𝑟𝐴𝐴 = 3.14𝑥10−5𝐶𝐴𝐴

−1.437 1.33x10-1

El método diferencial ofrece un mejor ajuste entre los datos de la concentración de ácido

ascórbico y el tiempo que el método integral. Para las muestras que se han almacenado en

un ambiente fresco y oscuro y para la muestra líquida almacenada al sol, la cinética de

degradación es inversamente proporcional a la concentración (Tabla 7). Es decir, a

concentraciones altas la cinética va a ser más lenta y a medida que disminuye la

concentración se va a obtener una velocidad más rápida. Estos resultados corroboran los

datos obtenidos de concentración para las diferentes muestras (Tabla 4, Tabla 5Tabla 6)

debido a que las concentraciones empiezan a disminuir en los últimos meses de la

investigación, lo cual implica que se tiene una degradación lenta al inicio y posteriormente

aumenta su velocidad.

46

Una vez obtenidas las cinéticas de degradación mediante el método diferencial, se ha

procedido a predecir la fecha de expiración de cada medicamento en base a las cinéticas

obtenidas. La fecha de expiración nos indica que el medicamento posee el 90% de su

concentración inicial. Para calcular la fecha de expiración, se utiliza la siguiente expresión

𝑡90% =0.91−𝑛 − 1

𝑘 ∗ (𝑛 − 1)∗ 𝐶𝐴𝐴

1−𝑛

Se ha procedido a calcular las fechas de expiración para los medicamentos y los resultados

se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8: Fechas de expiración para los diferentes suplementos vitamínicos

Muestra Concentración

Inicial

Fecha de

espiración

[años]


al sol 1000 [mg] 11.09


en lugar fresco y oscuro 1000 [mg] 9.6E+08

Líquida almacenada al sol 500 [mg] 0.52 Líquida almacenada en

lugar fresco y oscuro 500 [mg] 6.97E+10

Tableta almacenada al

sol 200 [mg] 5.31E+07

Tableta almacenada en

lugar fresco y oscuro 200 [mg] 1.73E+18

Se puede observar en la Tabla 8 que las fechas de expiración sobrepasan la indicada en los

medicamentos, las cuales son de dos años, a excepción de las tabletas almacenadas al sol.

Debido a que la concentración no se ha degradado tan rápido como se esperaba, se ha

47

analizado las razones por las cuales esto puede pasar. Adicionalmente, en la Tabla 9 se

muestra la razón de degradación entre los medicamentos almacenados en un lugar fresco y

oscuro y los almacenados al sol. Es decir, cuanto más se demora en degradarse la vitamina C

cuando se la almacena en un lugar fresco y oscuro.

Tabla 9: Razón de degradación para los medicamentos de vitamina C

Muestras Razón de degradación

Efervescentes almacenadas en lugar oscuro y

fresco:almacenadas al sol 8.65x107:1

Líquido almacenadas en lugar oscuro y


Tabletas almacenadas en lugar oscuro y


La degradación de la vitamina C en la muestra líquida almacenada al sol no ha sido tan

rápida como las presentaciones sólidas. Esto se debe a que el ácido ascórbico en solución no

se degrada en presencia de oxígeno. Su degradación está relacionada con la temperatura,

pH, luz, concentración y catálisis con metales pesados (Willey, 2007). Para el caso de las

muestras efervescentes y en tabletas almacenadas al sol, se obtiene una cinética de

degradación directamente proporcional a la concentración como se muestra en la Tabla 7.

En estas dos muestras se ha obtenido una degradación más rápida de la vitamina C en el

tiempo que se ha realizado la investigación. Las muestras sólidas en condiciones aerobias

son afectadas en mayor medida y se produce la oxidación de AA a DHAA (Shephard & et. al,

1999).

48

La vitamina C en presentación líquida se encuentra dentro de un envase ámbar el cual

impide que exista una cantidad significante de luz que pueda degradar la vitamina C. Sin

embargo, se puede observar que la vitamina C almacenada al sol se degrada un poco más

rápido que la almacenada en un ambiente oscuro y fresco. Esto tiene sentido puesto que el

frasco ámbar permite el traspaso de luz en cantidad mínima.

Por otro lado, a mayor temperatura existe mayor degradación. Esto se debe a la ecuación de

Arrhenius que se muestra a continuación

𝑘 = 𝑘0𝑒−𝐸𝑎/𝑅𝑇

En los resultados obtenidos se puede observar que las muestras almacenadas al sol tienen

una mayor degradación que las muestras almacenadas en un ambiente oscuro y fresco. Esto

se debe a que la temperatura de las muestras al sol aumentaba por las mañanas, acelerando

la velocidad de degradación.

Presencia de metales.

Puesto que la cantidad de ácido ascórbico presente en los diferentes suplementos

vitamínicos disminuye lentamente, se ha analizado la presencia de los metales Zinc (Zn) y

Magnesio (Mg). Esto se ha realizado debido a que el ácido ascórbico actúa como un ligando

en la presencia de algunos metales, incluyendo Zn y Mg. El ion magnesio se liga a los átomos

O-3 y O-1 de los dos aniones ascorbato (Tajmir-Rhia, 1990), mientras que el zinc se liga al

anión O-3 y a los grupos O(2)-H (Tajmir-Rhiahi, 1991).

49

La determinación de metales en los suplementos vitamínicos se ha realizado mediante

absorción atómica. Las curvas de calibración del Zinc y Magnesio se muestran en la Figura 27

y Figura 28, respectivamente.

Figura 27: Curva de calibración de Zinc

La ecuación de absorbancia en función de la concentración es

𝐴 = 0.1674𝐶𝑍𝑛 − 0.01

Figura 28: Curva de calibración de Magnesio

50

La ecuación de absorbancia en función de la concentración es

𝐴 = 0.2642𝐶𝑀𝑔 + 0.0298

Los resultados de la presencia de Zinc y Magnesio para las muestras se muestran en las Tabla

10, Tabla 11 y Tabla 12.

Tabla 10: Concentración de Zn y Mg para pastillas efervescentes

Metal Zn [ppm] Mg [ppm]

Efervescente

0.329 0.059

0.323 0.056

0.332 0.061

Promedio 0.328 0.0586667

Desviación Estándar 0.0045826 0.0025166

Tabla 11: Concentración de Zn y Mg para vitamina C en líquido


Líquido

0.018 0.003

0.022 0.002

0.023 0.004

Promedio 0.021 0.003


Tabla 12: Concentración de Zn y Mg para tabletas


Tabletas

0.025 0.153

0.024 0.155

0.017 0.155

Promedio 0.022 0.1543333


Para calcular la concentración de las muestras se despeja las ecuaciones obtenidas de las

curvas de calibración en función de la concentración de cada metal. Las mismas se muestran

a continuación

51

𝐶𝑍𝑛 =𝐴 + 0.01

0.1674

y

𝐶𝑀𝑔 =𝐴 − 0.0298

0.2642

Los resultados obtenidos de concentración de Zn y Mg se muestran en la Tabla 13.

Tabla 13: Concentración de Zn y Mg en los suplementos vitamínicos

Metal Zn [ppm]

Mg [ppm]

Efervescente 2.01912 0.109261

Líquido 0.18519 -

Tabletas 0.19116 0.47136

Los metales se ligan a los oxígenos de la estructura de la vitamina C. La misma se observa en

la Figura 29.

Figura 29: Estructura de L-ácido asórbico

La presencia de Zinc en el suplemento vitamínico crea un ligando entre la vitamina C y el

metal en dos aniones a través de los oxígenos O-3, O-2 del primer anión y O-3 y O-1 del

segundo anión (Tajmir-Rhiahi, 1991). Esto crea una quelación entre el metal y el ácido

ascórbico, de manera que se impide la degradación de AA a DHAA.

Por su parte, el magnesio se liga a los oxígenos O-1 y O-3 formando quelación entre el metal

y la vitamina C (Tajmir-Rhia, 1990).

52

Se puede observar que este fenómeno concuerda con las cinéticas de degradación de AA,

puesto que las mismas nos indican una lenta degradación de AA.

53

CONCLUSIONES

En conclusión, se ha logrado obtener la cinética de degradación (Tabla 7) para los diferentes

suplementos vitamínicos almacenados en dos ambientes diferentes, expuestos al sol y en un

lugar oscuro y fresco, mediante el uso del sistema HPLC. Las cinéticas de degradación para

las tabletas y pastillas efervescentes almacenadas expuestas al sol muestran una

degradación más rápida en comparación a las almacenadas en un lugar oscuro y fresco. La

temperatura y la presencia de oxígeno aceleran la degradación de la vitamina C en los

suplementos vitamínicos sólidos. En cuanto a la vitamina C líquida existe poca diferencia

entre los dos almacenamientos debido a la dificultad de la vitamina C de oxidarse en

solución. La presencia de metales en los suplementos vitamínicos sugiere que existe una

forma de complejo de coordinación entre los metales y el ácido ascórbico, la cual puede ser

una de las razones por las cuales no se degrada la vitamina C rápido. Se ha encontrado que

la fecha de expiración sobrepasa la especificada en los frascos de cada medicamento, a

excepción de la de tabletas almacenadas al sol, la cual expira antes de la fecha especificada.

Debido a que se esperaba que exista una degradación más rápida de los medicamentos

expuestos al sol, se recomienda realizar un estudio más a fondo del cambio de

concentración en los próximos 12 meses. Se recomienda realizar dos mediciones más, una a

los 6 siguientes meses, y la siguiente a ésta 6 meses después. Por otro lado, se recomienda

realizar un estudio sobre el efecto que tienen los metales que son utilizados como

excipientes en los medicamentos. Esto es para ver si esta es una de las razones de la lenta

degradación del ácido ascórbico.

54

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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1085-1091.

56

ANEXO A: CROMATOGRAMAS DE ÁCIDO ASCÓRBICO

En esta sección se muestran los cromatogramas característicos del ácido ascórbico,

obtenidos para las diferentes mediciones que se realizaron en el sistema HPLC de la curva de

calibración y de las muestras.

Curva de Calibración.

Estándares.

Figura 30: Cromatograma característico de los estándares de AA

Efervescente.

Control

Figura 31: Cromatograma característico de muestras efervescentes de control.

Almacenadas al sol.

57

Figura 32: Cromatograma de muestras efervescentes almacenadas al sol

Almacenadas en lugar oscuro y fresco.

Figura 33: Cromatograma característico de muestras efervescentes almacenadas en lugar fresco y oscuro

58

Líquido

Control

Figura 34: Cromatograma característico de muestras líquidas de control.

Almacenadas al sol.

Figura 35: Cromatograma de muestras líquidas almacenadas al sol

59


Figura 36: Cromatograma característico de muestras líquidas almacenadas en lugar fresco y oscuro

Tabletas

Control

Figura 37: Cromatograma característico de muestras en tabletas de control.

Almacenadas al sol.

Figura 38: Cromatograma de muestras en tabletas almacenadas al sol

60


Figura 39: Cromatograma característico de muestras en tabletas almacenadas en lugar fresco y oscuro

61

ANEXO B: MÉTODO INTEGRAL

En esta sección se resuelve de forma matemática las integraciones de las velocidades de

reacción para reacciones de orden 0, 1 y 2.

Orden 0

La cinética de reacción para reacciones de primer orden está dada por

−𝑟𝐴 = −𝑑𝐶𝐴

𝑑𝑡= 𝑘

Los límites de integración son

𝑡 = 0 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0

𝑡 = 𝑡 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴

Para integras, se realiza separación de variables y se obtiene la siguiente expresión

∫ 𝑑𝐶𝐴 = −𝑘 ∫ 𝑑𝑡𝑡

0

𝐶𝐴

𝐶𝐴0

Al integrar se obtiene la siguiente expresión

𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0− 𝑘𝑡

Orden 1



𝑑𝑡= 𝑘𝐶𝐴


𝑡 = 0 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0



62

∫𝑑𝐶𝐴

𝐶𝐴= −𝑘 ∫ 𝑑𝑡

𝑡

0

𝐶𝐴

𝐶𝐴0

Integrando se obtiene

ln 𝐶𝐴 = ln 𝐶𝐴0− 𝑘𝑡

En este caso, se grafica el 𝑙𝑛 𝐶𝐴 versus el tiempo t. Al ajustar los datos a la línea de

tendencia, si se obtiene una regresión lineal, quiere decir que la reacción es de orden 1. La

pendiente va a ser el valor de la constante de velocidad k y sus unidades están dadas por

[tiempo-1].

Orden 2



𝑑𝑡= 𝑘𝐶𝐴

2


𝑡 = 0 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0



∫𝑑𝐶𝐴

𝐶𝐴2 = −𝑘 ∫ 𝑑𝑡

𝑡

0

𝐶𝐴

𝐶𝐴0

Integrando se obtiene la relación de concentración versus tiempo como se muestra a

continuación

1

𝐶𝐴=

1

𝐶𝐴0

+ 𝑘𝑡

La pendiente es el valor de la constante de velocidad k y sus unidades son [tiempo-2]

63

ANEXO C: MÉTODO DIFERENCIAL

A continuación se muestran los resultados de los cálculos para minimizar el error mediante el

método diferencial.

Tabla 14: Resultados del método diferencial para pastillas efervescentes almacenadas al

sol

t [días] CAA

[mg/mL] -rAexp -rAcalc

Error absoluto

0 0.1099 8.00E-04 6.63E-04 2.3E-05

1 0.1096 7.43E-04 6.63E-04 8.6E-06

4 0.1093 6.01E-04 6.62E-04 6.2E-06

7 0.1070 4.99E-04 6.56E-04 4.9E-05

12 0.1036 4.05E-04 6.48E-04 0.00015

30 0.1019 5.83E-04 6.43E-04 6.3E-06

56 0.0965 1.52E-03 6.30E-04 0.00052

104 0.0930 4.21E-03 6.21E-04 0.00306

137 0.0836 3.73E-03 5.95E-04 0.00263

152 0.0831 2.43E-04 5.93E-04 0.0005

Suma 0.00696

Tabla 15: Resultados del método diferencial para pastillas efervescentes almacenadas en

lugar fresco y oscuro

t [días] CAA


Error absoluto

0 0.1099 2.00E-04 1.95E-04 1.27E-07

1 0.1096 1.98E-04 1.96E-04 2.68E-08

4 0.1093 1.91E-04 1.96E-04 1.42E-07

7 0.1070 1.84E-04 2.03E-04 1.88E-06

12 0.1036 1.73E-04 2.13E-04 9.36E-06

30 0.1019 1.49E-04 2.18E-04 3.27E-05

56 0.0965 1.73E-04 2.36E-04 2.36E-05

104 0.0930 4.63E-04 2.50E-04 9.85E-05

137 0.0836 2.03E-03 2.92E-04 1.48E-03

152 0.0831 3.94E-03 2.95E-04 3.37E-03

Suma 5.02E-03

64

Tabla 16: Resultados del método diferencial para presentación líquida almacenadas al sol

t [días] CAA


Error absoluto

0 0.24095 6.00E-04 3.24E-04 1.27E-04

1 0.24065 5.84E-04 3.25E-04 1.15E-04

4 0.23975 5.38E-04 3.30E-04 8.10E-05

7 0.23843 4.95E-04 3.36E-04 5.11E-05

12 0.23890 4.30E-04 3.34E-04 2.13E-05

30 0.22907 2.55E-04 3.89E-04 7.04E-05

56 0.22526 1.74E-04 4.13E-04 3.28E-04

104 0.21170 5.58E-04 5.18E-04 2.90E-06

137 0.17440 1.22E-03 1.05E-03 2.50E-05

152 0.15387 1.63E-03 1.65E-03 2.32E-07

Suma 8.22E-04

Tabla 17: Resultados del método diferencial para presentación líquida almacenadas en un

lugar fresco y oscuro

t [días] CAA


Error absoluto

0 0.24374 2.00E-05 1.49E-04 8.30E-04

1 0.24226 5.88E-05 1.55E-04 1.57E-04

4 0.24111 1.62E-04 1.60E-04 2.42E-08

7 0.24070 2.47E-04 1.62E-04 2.92E-05

12 0.24193 3.54E-04 1.56E-04 1.10E-04

30 0.23724 5.32E-04 1.78E-04 2.35E-04

56 0.23585 8.15E-04 1.85E-04 4.87E-04

104 0.22780 3.35E-03 2.32E-04 2.90E-03

137 0.20141 6.51E-03 5.22E-04 5.50E-03

152 0.19688 7.87E-03 6.06E-04 6.71E-03

Suma 1.70E-02

65

Tabla 18: Resultados del método diferencial para tabletas almacenadas al sol

t [días] CAA


Error absoluto

0 0.21662 5.00E-04 1.04E-02 1.97E-01

1 0.21543 5.38E-04 1.03E-02 1.78E-01

4 0.21548 6.24E-04 1.03E-02 1.51E-01

7 0.21812 6.74E-04 1.06E-02 1.45E-01

12 0.20532 6.93E-04 9.40E-03 1.09E-01

30 0.20242 3.57E-04 9.15E-03 2.16E-01

56 0.20129 -2.66E-04 9.05E-03 -3.26E-01

104 0.20030 -5.51E-04 8.96E-03 -1.64E-01

137 0.17482 -2.47E-03 6.89E-03 -3.55E-02

152 0.17209 -4.86E-03 6.69E-03 -2.74E-02

Suma 4.43E-01

Tabla 19: Resultados del método diferencial para tabletas almacenadas en un lugar fresco

y oscuro

t [días] CAA


Error absoluto

0 0.22198 6.00E-04 2.73E-04 1.78E-04

1 0.22155 5.06E-04 2.74E-04 1.06E-04

4 0.21858 2.89E-04 2.79E-04 2.92E-07

7 0.21755 1.55E-04 2.81E-04 1.02E-04

12 0.22219 7.69E-05 2.73E-04 5.00E-04

30 0.22019 5.21E-04 2.76E-04 1.15E-04

56 0.21793 1.48E-03 2.81E-04 9.67E-04

104 0.21340 1.28E-02 2.89E-04 1.22E-02

137 0.17742 4.67E-02 3.77E-04 4.60E-02

152 0.17255 7.41E-02 3.92E-04 7.33E-02

Suma 1.33E-01

Ingeniería Química - Repositorio Digital USFQ: Página de...

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